Potvrdili ste da su dijelovi proizvedeni prema specifikaciji.Sada se pobrinite da preduzmete korake da zaštitite ove dijelove u okruženju koje vaši kupci očekuju.#base
Pasivacija ostaje važan korak u maksimiziranju otpornosti na koroziju dijelova i sklopova obrađenih od nehrđajućeg čelika.Ovo može napraviti razliku između zadovoljavajućih performansi i preranog kvara.Nepravilna pasivizacija može uzrokovati koroziju.
Pasivacija je tehnika post-fabrikacije koja maksimizira inherentnu otpornost na koroziju legura nehrđajućeg čelika od kojih je izrađen radni komad.Ovo nije uklanjanje kamenca ili farbanje.
Ne postoji konsenzus o tačnom mehanizmu kojim pasivizacija funkcioniše.Ali pouzdano se zna da na površini pasiviranog nehrđajućeg čelika postoji zaštitni oksidni film.Za ovaj nevidljivi film se kaže da je izuzetno tanak, debljine manje od 0,0000001 inča, što je oko 1/100 000 debljine ljudske kose!
Čist, svježe obrađen, polirani ili ukiseljeni dio od nehrđajućeg čelika automatski će dobiti ovaj oksidni film zbog izlaganja atmosferskom kisiku.U idealnim uslovima, ovaj zaštitni sloj oksida u potpunosti pokriva sve površine dela.
U praksi, međutim, kontaminanti kao što su fabrička prljavština ili čestice gvožđa iz reznih alata mogu dospeti na površinu delova od nerđajućeg čelika tokom obrade.Ako se ne uklone, ova strana tijela mogu smanjiti djelotvornost originalnog zaštitnog filma.
Tokom obrade, tragovi slobodnog željeza mogu se ukloniti sa alata i prenijeti na površinu radnog komada od nehrđajućeg čelika.U nekim slučajevima može se pojaviti tanak sloj rđe na dijelu.U stvari, ovo je korozija alatnog čelika, a ne osnovnog metala.Ponekad pukotine od ugrađenih čeličnih čestica od reznih alata ili njihovih proizvoda korozije mogu erodirati sam dio.
Slično, male čestice prljavštine od crne metalurgije mogu se zalijepiti na površinu dijela.Iako metal može izgledati sjajno u svom gotovom stanju, nakon izlaganja zraku, nevidljive čestice slobodnog željeza mogu uzrokovati površinsku hrđu.
Izloženi sulfidi također mogu predstavljati problem.Izrađuju se dodavanjem sumpora u nehrđajući čelik radi poboljšanja obradivosti.Sulfidi povećavaju sposobnost legure da formira strugotine tokom obrade, koje se u potpunosti mogu ukloniti sa reznog alata.Ako dijelovi nisu pravilno pasivizirani, sulfidi mogu postati polazna točka za površinsku koroziju industrijskih proizvoda.
U oba slučaja potrebna je pasivizacija kako bi se maksimizirala prirodna otpornost na koroziju nehrđajućeg čelika.Uklanja površinske zagađivače kao što su čestice gvožđa i čestice gvožđa u reznim alatima koji mogu formirati rđu ili postati polazna tačka za koroziju.Pasiviranje također uklanja sulfide koji se nalaze na površini otvoreno rezanih legura nehrđajućeg čelika.
Procedura u dva koraka pruža najbolju otpornost na koroziju: 1. Čišćenje, glavna procedura, ali ponekad zanemarena 2. Kiselina kupka ili pasivacija.
Čišćenje bi uvijek trebalo biti prioritet.Površine moraju biti temeljno očišćene od masti, rashladne tekućine ili drugih ostataka kako bi se osigurala optimalna otpornost na koroziju.Ostaci od obrade ili druga fabrička prljavština mogu se nežno obrisati sa dela.Komercijalni odmašćivači ili sredstva za čišćenje mogu se koristiti za uklanjanje procesnih ulja ili rashladnih tečnosti.Strane materije kao što su termalni oksidi možda će morati da se uklone metodama kao što su mlevenje ili kiseljenje.
Ponekad rukovalac mašine može preskočiti osnovno čišćenje, pogrešno verujući da će čišćenje i pasivizacija doći u isto vreme, jednostavnim uranjanjem nauljenog dela u kiselu kupku.To se neće dogoditi.Suprotno tome, kontaminirana mast reagira s kiselinom i stvara mjehuriće zraka.Ovi mjehurići se skupljaju na površini radnog komada i ometaju pasivizaciju.
Što je još gore, kontaminacija rastvora za pasivizaciju, koji ponekad sadrže visoke koncentracije hlorida, može izazvati „bljesak“.Za razliku od stvaranja željenog oksidnog filma sa sjajnom, čistom površinom otpornom na koroziju, blic nagrizanje može dovesti do jakog jetkanja ili zacrnjenja površine – pogoršanja površine koje je pasivizacija dizajnirana da optimizira.
Dijelovi od martenzitnog nehrđajućeg čelika [magnetni, umjereno otporni na koroziju, granica popuštanja do oko 280 hiljada psi (1930 MPa)] se gaše na visokim temperaturama, a zatim kalju kako bi se dobila željena tvrdoća i mehanička svojstva.Precipitacijski kaljene legure (koje imaju bolju čvrstoću i otpornost na koroziju od martenzitnih razreda) mogu se tretirati rastvorom, djelomično mašinski obrađivati, odležati na nižim temperaturama, a zatim završiti.
U tom slučaju, dio se mora temeljito očistiti odmašćivačem ili sredstvom za čišćenje prije termičke obrade kako bi se uklonili svi tragovi tekućine za rezanje.U suprotnom, rashladna tečnost koja ostaje na dijelu može uzrokovati pretjeranu oksidaciju.Ovo stanje može uzrokovati stvaranje udubljenja na manjim dijelovima nakon uklanjanja kamenca kiselinom ili abrazivnim metodama.Ako se rashladna tekućina ostavi na sjajnim očvrslim dijelovima, kao što je u vakuumskoj peći ili u zaštitnoj atmosferi, može doći do površinskog karburizacije, što rezultira gubitkom otpornosti na koroziju.
Nakon temeljnog čišćenja, dijelovi od nehrđajućeg čelika mogu se uroniti u pasivizirajuću kiselu kupku.Može se koristiti bilo koja od tri metode – pasiviranje dušičnom kiselinom, pasiviranje dušičnom kiselinom s natrijum dihromatom i pasiviranje limunskom kiselinom.Koju metodu koristiti ovisi o vrsti nehrđajućeg čelika i specificiranim kriterijima prihvatljivosti.
Nikal hrom koji je otporniji na koroziju može se pasivizirati u kupelji sa 20% (v/v) azotne kiseline (slika 1).Kao što je prikazano u tabeli, manje otporni nehrđajući čelici mogu se pasivizirati dodavanjem natrijevog dihromata u kupku dušične kiseline kako bi otopina postala oksidantnija i sposobna da formira pasivizirajući film na površini metala.Druga opcija za zamjenu dušične kiseline natrijum hromatom je povećanje koncentracije dušične kiseline na 50% volumena.I dodatak natrijevog dihromata i veća koncentracija dušične kiseline smanjuju vjerovatnoću neželjenog bljeska.
Procedura pasivizacije nehrđajućeg čelika koji se može obrađivati ​​(također je prikazana na slici 1) malo se razlikuje od postupka za nehrđajuće čelike koji se ne mogu obrađivati.To je zato što se tokom pasiviranja u kupelji dušične kiseline uklanjaju neki ili svi sulfidi koji sadrže sumpor koji se mogu obrađivati, stvarajući mikroskopske nehomogenosti na površini radnog komada.
Čak i normalno efikasno pranje vodom može ostaviti preostalu kiselinu u ovim diskontinuitetima nakon pasiviranja.Ova kiselina će napasti površinu dijela ako se ne neutralizira ili ukloni.
Za efikasnu pasivizaciju nerđajućeg čelika koji se lako obrađuje, Carpenter je razvio AAA (Alkaline-Acid-Alkaline) proces, koji neutrališe zaostalu kiselinu.Ova metoda pasivizacije može se završiti za manje od 2 sata.Evo procesa korak po korak:
Nakon odmašćivanja, potopite dijelove u 5% rastvor natrijum hidroksida na 160°F do 180°F (71°C do 82°C) na 30 minuta.Zatim temeljito isperite dijelove u vodi.Zatim uronite dio na 30 minuta u 20% (v/v) otopinu dušične kiseline koja sadrži 3 oz/gal (22 g/l) natrijum dihromata na 120°F do 140°F (49°C) do 60°C.) Nakon što izvadite dio iz kade, isperite ga vodom, a zatim ga uronite u otopinu natrijum hidroksida na 30 minuta.Ponovo isperite dio vodom i osušite, dovršavajući AAA metodu.
Pasivacija limunskom kiselinom postaje sve popularnija među proizvođačima koji žele izbjeći upotrebu mineralnih kiselina ili otopina koje sadrže natrijev dikromat, kao i probleme odlaganja i povećane zabrinutosti za sigurnost povezane s njihovom upotrebom.Limunska kiselina se smatra ekološki prihvatljivom u svakom pogledu.
Dok pasivizacija limunskom kiselinom nudi atraktivne ekološke prednosti, prodavnice koje su imale uspeha sa pasivizacijom anorganskom kiselinom i nemaju zabrinutost za bezbednost možda žele da ostanu na tom putu.Ako ovi korisnici imaju čistu radnju, oprema je u dobrom stanju i čista, rashladna tečnost je bez fabričkih naslaga željeza i proces daje dobre rezultate, možda neće biti stvarne potrebe za promjenom.
Utvrđeno je da je pasivizacija kupke limunskom kiselinom korisna za širok spektar nehrđajućih čelika, uključujući nekoliko pojedinačnih razreda nehrđajućeg čelika, kao što je prikazano na slici 2. Radi praktičnosti, slika 2.1 uključuje tradicionalnu metodu pasiviranja dušičnom kiselinom.Imajte na umu da su stare formulacije azotne kiseline izražene kao procenti po zapremini, dok su nove koncentracije limunske kiseline izražene kao maseni procenti.Važno je napomenuti da je prilikom izvođenja ovih postupaka pažljiva ravnoteža vremena namakanja, temperature kupke i koncentracije ključna kako bi se izbjeglo gore opisano „bljeskanje“.
Pasivacija varira u zavisnosti od sadržaja hroma i karakteristika obrade svake sorte.Obratite pažnju na kolone za Proces 1 ili Proces 2. Kao što je prikazano na slici 3, Proces 1 ima manje koraka od Procesa 2.
Laboratorijski testovi su pokazali da je proces pasivacije limunskom kiselinom skloniji "ključanju" od procesa dušične kiseline.Faktori koji doprinose ovom napadu uključuju previsoku temperaturu kade, predugo vrijeme namakanja i kontaminaciju kade.Proizvodi na bazi limunske kiseline koji sadrže inhibitore korozije i druge aditive kao što su sredstva za vlaženje su komercijalno dostupni i za njih se navodi da smanjuju podložnost "flash koroziji".
Konačan izbor metode pasivizacije zavisiće od kriterijuma prihvatljivosti koje postavlja kupac.Pogledajte ASTM A967 za detalje.Može se pristupiti na www.astm.org.
Često se provode testovi za procjenu površine pasiviranih dijelova.Pitanje na koje treba odgovoriti je „Da li pasivizacija uklanja slobodno željezo i optimizira otpornost legura na koroziju za automatsko sečenje?“
Važno je da metoda testiranja odgovara klasi koja se evaluira.Prestrogi testovi neće proći apsolutno dobre materijale, dok će testovi koji su preslabi proći nezadovoljavajuće dijelove.
PH i nerđajući čelik serije 400 koji se lako obrađuje najbolje se procenjuju u komori koja može da održi 100% vlažnost (uzorak je vlažan) tokom 24 sata na 95°F (35°C).Poprečni presjek je često najkritičnija površina, posebno za vrste slobodnog rezanja.Jedan od razloga za to je što se sulfid povlači u smjeru stroja preko ove površine.
Kritične površine treba postaviti prema gore, ali pod uglom od 15 do 20 stepeni u odnosu na vertikalu, kako bi se omogućio gubitak vlage.Pravilno pasiviziran materijal teško da će zarđati, iako se na njemu mogu pojaviti male mrlje.
Austenitne klase nerđajućeg čelika se takođe mogu proceniti ispitivanjem vlage.U ovom testu, kapljice vode treba da budu prisutne na površini uzorka, što ukazuje na slobodno gvožđe prisustvom rđe.
Postupci pasivacije za najčešće korištene automatske i ručne nehrđajuće čelike u otopinama limunske ili dušične kiseline zahtijevaju različite procese.Na sl.3 ispod daje detalje o odabiru procesa.
(a) Podesite pH natrijum hidroksidom.(b) Vidi sl.3(c) Na2Cr2O7 je 3 oz/gal (22 g/L) natrijum dihromata u 20% dušične kiseline.Alternativa ovoj mješavini je 50% dušična kiselina bez natrijum dihromata.
Brži pristup je korištenje ASTM A380, Standardne prakse za čišćenje, uklanjanje kamenca i pasiviranje dijelova, opreme i sistema od nehrđajućeg čelika.Test uključuje brisanje dijela otopinom bakar sulfata/sumporne kiseline, držanje ga mokrim 6 minuta i promatranje bakrenog oplata.Alternativno, dio se može uroniti u otopinu na 6 minuta.Ako se željezo otopi, dolazi do bakrenja.Ovaj test se ne primjenjuje na površine dijelova za obradu hrane.Također, ne bi se trebao koristiti na martenzitnim čelicima serije 400 ili feritnim čelicima s niskim sadržajem hroma jer se mogu pojaviti lažno pozitivni rezultati.
Istorijski gledano, test 5% slanog spreja na 95°F (35°C) je također korišten za procjenu pasiviranih uzoraka.Ovaj test je prestrog za neke sorte i generalno nije potreban da bi se potvrdila efikasnost pasivizacije.
Izbjegavajte korištenje viška hlorida, koji mogu uzrokovati opasna izbijanja.Koristite samo vodu visokog kvaliteta sa manje od 50 delova na milion (ppm) hlorida kad god je to moguće.Voda iz slavine je obično dovoljna, au nekim slučajevima može izdržati i do nekoliko stotina dijelova na milijun hlorida.
Važno je redovno mijenjati kadu kako se ne bi izgubio pasivacijski potencijal, što može dovesti do udara groma i oštećenja dijelova.Kupka se mora održavati na odgovarajućoj temperaturi, jer nekontrolirane temperature mogu uzrokovati lokaliziranu koroziju.
Važno je pratiti vrlo specifičan raspored promjene rješenja tokom velikih serija kako bi se smanjila mogućnost kontaminacije.Kontrolni uzorak je korišten za ispitivanje efikasnosti kupke.Ako je uzorak napadnut, vrijeme je da zamijenite kadu.
Imajte na umu da neke mašine proizvode samo nerđajući čelik;koristite istu željenu rashladnu tečnost za rezanje nehrđajućeg čelika, isključujući sve druge metale.
Dijelovi DO stalka se obrađuju odvojeno kako bi se izbjegao kontakt metala s metalom.Ovo je posebno važno za slobodnu mašinsku obradu nerđajućeg čelika, pošto su rastvori za pasivizaciju i ispiranje sa lakom protokom potrebni da bi se raspršili sulfidni proizvodi korozije i sprečilo stvaranje kiselih džepova.
Nemojte pasivizirati naugljenične ili nitrirane dijelove od nehrđajućeg čelika.Otpornost na koroziju ovako obrađenih dijelova može se smanjiti do te mjere da se mogu oštetiti u pasivnoj kupelji.
Nemojte koristiti alate od crnih metala u radioničkim uslovima koji nisu posebno čisti.Čelične strugotine se mogu izbjeći korištenjem karbidnih ili keramičkih alata.
Imajte na umu da može doći do korozije u kadi za pasiviranje ako dio nije pravilno termički obrađen.Martenzitni tipovi sa visokim sadržajem ugljika i hroma moraju se očvrsnuti radi otpornosti na koroziju.
Pasivacija se obično provodi nakon naknadnog kaljenja na temperaturama koje održavaju otpornost na koroziju.
Nemojte zanemariti koncentraciju dušične kiseline u pasivnoj kupki.Periodične provjere treba vršiti korištenjem jednostavne procedure titracije koju je predložio Carpenter.Nemojte pasivizirati više od jednog nehrđajućeg čelika istovremeno.Ovo sprečava skupu zabunu i sprečava galvanske reakcije.
O autorima: Terry A. DeBold je stručnjak za istraživanje i razvoj legura nerđajućeg čelika, a James W. Martin je specijalista za metalurgiju šipki u Carpenter Technology Corp.(Reading, Pennsylvania).
Koliko je to?Koliko mi je prostora potrebno?S kojim ekološkim problemima ću se suočiti?Koliko je strma kriva učenja?Šta je zapravo eloksiranje?Ispod su odgovori na početna pitanja majstora o anodiziranju unutrašnjosti.
Dobivanje dosljednih, visokokvalitetnih rezultata iz procesa brušenja bez centra zahtijeva osnovno razumijevanje.Većina problema sa primjenom povezanih s mljevenjem bez centra proizlazi iz nerazumijevanja osnova.Ovaj članak objašnjava zašto bezumni proces funkcionira i kako ga najefikasnije koristiti u svojoj radionici.